內(nèi)燃機(jī)消聲器氣流再生噪聲研究.pdf

1、氣流再生噪聲是影響內(nèi)燃機(jī)消聲器消聲性能的主要因素，而消聲性能的好壞直接關(guān)系到整車工作時(shí)的噪聲大小，關(guān)系到環(huán)境污染和能源消耗。當(dāng)氣流速度足夠大時(shí)，消聲器的消聲量甚至?xí)兂韶?fù)值，噪聲反而增大，消聲器成了噪聲放大器。隨著內(nèi)燃機(jī)向高速化發(fā)展，氣流噪聲問(wèn)題或許是最重要的。因此，開展消聲器氣流再生噪聲研究，揭示氣流再生噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，實(shí)現(xiàn)氣流再生噪聲的定量描述和預(yù)測(cè)，對(duì)優(yōu)化消聲器內(nèi)部流場(chǎng)、抑制氣流再生噪聲和提高實(shí)際消聲性能有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、　　 基于雙傳聲器傳遞函數(shù)法和無(wú)氣流時(shí)消聲器傳聲損失，提出了消聲器氣流再生噪聲的一種測(cè)量方法，搭建了專用試驗(yàn)裝置，并編寫了管內(nèi)入射聲功率測(cè)試程序。通過(guò)理論算例對(duì)所編寫的程序進(jìn)行了正確性和抗干擾能力的驗(yàn)證，并進(jìn)行了誤差估計(jì)。研究表明，氣流速度、環(huán)境溫度、傳聲器間距偏差和復(fù)反射系數(shù)對(duì)管內(nèi)入射聲功率測(cè)量程序影響很小。分別利用三維有限元和邊界元方法計(jì)算了無(wú)氣流時(shí)消聲器的傳聲損失，其結(jié)果一致并與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果吻合較好。
　　 采用正交試驗(yàn)

3、設(shè)計(jì)方法確定了消聲單元試驗(yàn)樣件的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用極差分析方法對(duì)正交試驗(yàn)表中的結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)相似原理采用量綱分析方法建立了消聲單元?dú)饬髟偕肼暤目偮暪β誓Ｐ停⒀芯苛四Ｐ凸烙?jì)的準(zhǔn)確性，給出了置信區(qū)間，在顯著性水平0.01下，所建模型都是高度顯著的。利用模型探討了消聲器基本結(jié)構(gòu)對(duì)氣流再生噪聲的影響規(guī)律，研究表明，在所研究的氣流速度范圍內(nèi)，穿孔管式消聲單元?dú)饬髟偕肼曤S進(jìn)口氣流速度的變化而變化比較大，當(dāng)氣流速度約達(dá)到40m/s時(shí)，氣流再

4、生噪聲最大，然后隨氣流速度的增大而下降，而簡(jiǎn)單擴(kuò)張腔、穿孔板、插入管式消聲單元的氣流再生噪聲變化比較平穩(wěn)。
　　 用流場(chǎng)和聲模態(tài)數(shù)值分析方法，探討了消聲單元?dú)饬髟偕肼暤念l譜特征，提出了流場(chǎng)分布特征參數(shù)，并建立了其與氣流再生噪聲的關(guān)系模型。利用流場(chǎng)中的靜壓脈動(dòng)的頻譜分析了消聲單元?dú)饬髟偕肼?，不直接求解聲?chǎng)，為氣流再生噪聲的連續(xù)寬頻頻譜特征提供了依據(jù)。消聲單元內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的靜壓脈動(dòng)作為激勵(lì)，當(dāng)聲模態(tài)的主要聲壓分布和氣流再生噪聲的

5、激勵(lì)源位置一致時(shí)，激起了消聲單元系統(tǒng)的聲模態(tài)，引起共鳴，從而產(chǎn)生更大的氣流再生噪聲。當(dāng)消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)一定，腔內(nèi)速度勢(shì)核和側(cè)壁沖擊流的流場(chǎng)分布特征不隨進(jìn)口氣流速度的變化而變化，僅是數(shù)值大小的差異，且在側(cè)壁沖擊流上存在臨界速度。在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了能直接反映氣流再生噪聲強(qiáng)度的流場(chǎng)分布特征參數(shù)，該參數(shù)表征了消聲單元內(nèi)部氣流機(jī)械能轉(zhuǎn)化為聲能的能力，和氣流再生噪聲的變化趨勢(shì)一致，通過(guò)不同速度下的試驗(yàn)結(jié)果，獲得了氣流再生噪聲和流場(chǎng)分布特征參數(shù)及進(jìn)口氣

6、流速度之間的關(guān)系式，氣流再生噪聲總聲功率與腔內(nèi)流場(chǎng)分布特征參數(shù)符合三次多項(xiàng)式的關(guān)系，與氣流速度的四次方較符合。
　　 根據(jù)總聲功率模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及流場(chǎng)特征參數(shù)關(guān)系模型對(duì)基本消聲單元?dú)饬髟偕肼暤目偮暪β始?jí)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和驗(yàn)證。結(jié)果表明，三種方法都是可行的，精度都較高，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)方法較簡(jiǎn)便，只要輸入主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和氣流速度，就可方便得到氣流再生噪聲總聲功率級(jí)的預(yù)測(cè)結(jié)果，為消聲器氣流再生噪聲的預(yù)測(cè)提供了新思路。相比于前